क्या आपने कभी अपने छत पर लगे सौर पैनलों को देखकर सोचा है कि अपनी सारी क्षमता के बावजूद, वे अभी भी बहुत अकुशल हैं? आप अकेले नहीं हैं। यहां तक कि बाजार में वर्तमान में उपलब्ध सर्वोत्तम सिलिकॉन मॉड्यूल भी वे एकत्रित सौर ऊर्जा का लगभग 77% बर्बाद कर देते हैं। यह आंकड़ा आपको सिहरन पैदा कर देता है, विशेष रूप से कार्बन तटस्थता की वैश्विक महत्वाकांक्षाओं को देखते हुए। लेकिन क्षितिज पर कुछ बदलाव हो रहा है। 15 वर्षों के अथक शोध के बाद, वैज्ञानिकों की एक टीम नेमैड्रिड का कॉम्प्लूटेंस विश्वविद्यालय ने टाइटेनियम सौर पैनल विकसित किए हैं जो उद्योग में पूर्ण क्रांति लाने का वादा करते हैं, इसकी दक्षता 60% की अविश्वसनीय सीमा तक पहुंच सकती है। यहां आप पेपर पा सकते हैं पर प्रकाशित सामग्री आज स्थिरता.
फोटोवोल्टिक दक्षता की ओर कठिन दौड़
ईमानदारी से कहें तो, नवीकरणीय ऊर्जा का इतिहास आडंबरपूर्ण घोषणाओं से भरा पड़ा है, जो हमेशा आसन्न क्रांतियों का संकेत देती प्रतीत होती हैं, लेकिन समय और तकनीकी जटिलताओं के भंवर में खो जाती हैं। वर्षों से हम नई फोटोवोल्टिक प्रौद्योगिकियों के बारे में दावे सुनते आ रहे हैं, जिनके बारे में कहा जाता है कि वे दुनिया को बदल देंगी, फिर भी हमारी छतें अभी भी उन्हीं सिलिकॉन पैनलों से ढकी हुई हैं।
समाधानों के बीच यह सतत “दौड़” एक ऐसे क्षेत्र का आभास देती है जो बड़ी-बड़ी घोषणाएं करता है, लेकिन मूलतः स्थिर रहता है। गति का भ्रम, जैसे पहिये पर एक हैम्स्टर। मैं अक्सर सोचता हूं कि क्या हम दर्पणों के उस शाश्वत हॉल के शिकार नहीं हैं, जिसमें नवाचार का वादा तो लगातार किया जाता है, लेकिन उसे कभी पूरा नहीं किया जाता।
वास्तव में, फोटोवोल्टिक्स पर अनेक शोध जो समानांतर रूप से आगे बढ़ते हैं, वे झूठी शुरुआत की श्रृंखला की तुलना में विस्फोट के लिए तैयार "प्रेशर कुकर" की तरह अधिक होते हैं। समस्या यह है कि जब बर्तन फट जाता है, तो हमें नहीं पता होता कि कौन सा समाधान विजयी होगा।
टाइटेनियम (और गैलियम फॉस्फाइड) सौर पैनलों का रहस्य
जेवियर ओलिया एरिज़ा और उनकी टीम ने चुना है गैलियम फॉस्फाइड (GaP) अपने अभिनव सौर पैनलों के लिए आधार सामग्री के रूप में। इसका कारण सरल है, लेकिन वैज्ञानिक रूप से महत्वपूर्ण है: इस यौगिक में निषिद्ध बैंड (अर्थात इलेक्ट्रॉनों के लिए निषिद्ध ऊर्जा सीमा) 2,26 eV (इलेक्ट्रॉन वोल्ट), की तुलना में अधिक सिलिकॉन (1,3 eV) और प्रतिस्पर्धी पेरोव्स्काइट (1,5-2,3 eV)।
परिणाम पुष्टि करते हैं कि GaP:Ti सामग्री का अवशोषण गुणांक बहुत अधिक है
विकसित प्रोटोटाइप (केवल 1 नैनोमीटर मोटाई वाले GaP:Ti अवशोषक के साथ एक मामूली 50 सेमी² वर्ग) ने 550 एनएम से परे तरंगदैर्ध्य के लिए बेहतर अवशोषण क्षमताओं का प्रदर्शन किया। वैज्ञानिक शब्दावली से अनुवादित: यह वर्तमान प्रौद्योगिकियों की तुलना में बहुत अधिक सूर्यप्रकाश को ग्रहण और परिवर्तित कर सकता है। और ऐसा लगता है कि टाइटेनियम वह जादुई तत्व है जो यह सब संभव बनाता है।
उत्साह और बाजार की वास्तविकता के बीच
उत्साह के बावजूद, यह तकनीक अभी भी हमारे घरों से दूर है। प्रोटोटाइप का वास्तविक विद्युत उत्पादन बहुत कम है, तथा उपकरण में टाइटेनियम को सम्मिलित करना महत्वपूर्ण तकनीकी चुनौतियां प्रस्तुत करता है।
फिर एक और कारक है, जो कम तकनीकी है लेकिन उतना ही निर्णायक है: बाजार के क्रूर नियम। यहां तक कि सबसे आशाजनक प्रौद्योगिकियों को भी पिछले समाधानों में किए गए निवेश को समाप्त करने की आवश्यकता से निपटना होगा। मुझे यह प्रणाली पसंद नहीं है (वास्तव में, मैं इसे बहुत निराशाजनक पाता हूं) लेकिन यह वास्तविकता है जिससे हमें निपटना होगा।
हम आपको केवल यह समाचार दे सकते हैं कि "बर्तन में क्या पक रहा है", भले ही वह वास्तव में परोसने के लिए कब तैयार होगा। और यह बर्तन, मेरा विश्वास करो, जोर से सीटी बजाने लगा है।
